Фазозависимый преобразователь

 

11 11 826835

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслуолик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.06.74 (21) 1578014/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.0б.82 (51) М. Ел.

G 01R 19 00

Гасударствелиый комитет (53) УДК 625.317.3 (0S8.8) ло делам изооретеиий и открытий (72) Автор изобретения

В. А. Желтиков (71) Заявитель

Щ Д11" . г (54) ФАЗОЗАВИСИМЫЙ ЛРЕОВРАЗОВАТЕДЬ

Изобретение может быть использовано в измерительной и счетно-решающей технике, радиотехнических устройствах и электроавтоматике.

В прецизионных следящих системах, по- 5 строенных на различного рода чувствительных элементах, в некоторых случаях амплитуда помех превышает уровень полезного входного сигнала в тысячу раз и более, поэтому в названных и других устройствах с целью подавления гармонических модуляционных и квадратурной помех используются следящие системы, в которых применяется фазозависимое преобразование на переменном токе. 15

Основным звеном таких систем является фазозависимый преобразователь на переменном токе.

Известен фазозависимый преобразователь на оптронах, построенный по схеме четырехлучевой звезды, каждый из лучей которой содержит встречно включенные оптрон и диод, причем два оптрона положительными электродами управляемых диодов подключены к центру звезды, а два других включены в обратном направлении, причем каждые два встречно включенных оптрона звезды соединены параллельно друг с другом и последовательно с источником сигнала, средняя точка которого подключена к одному нз выводов нагрузки преобразователя, другой вывод которой присоединен к центру звезды, а источник коммутирующего напряькення — к выводам управляющих параллельно соединенных диодов оптронов (1).

Несмотря на существенные преимущества оптронного фазозависимого преобразователя на переменном токе последний имеет незначительную крутизну передаточной характеристики прп малых уровнях входного сигнала.

Цель изобретения заключается в повышении чувствительности при малых уровнях входного сигнала и увеличении динамического диапазона преобразования.

Поставленная цель в предлагаемом устройстве достигается тем, что в преобразователе, выполненном в виде четырехлучевой звезды, каждый из лучей которой содержит нелинейный элемент с гальванически развязанными цепями коммутации и полезного сигнала и диод, причем каждые два луча звезды, содержащие встречно включенные упомянутые нелинейные элементь., соединены параллельно друг с другом и последовательно с источником полезного сигнала, средняя точка которого подключена к одному пз выводов нагрузки преобразователя, а другой вывод нагрузки

826835

15 0 75

Зо

З5

4О

-15

60 б5 присоединен к центру звезды, в качестве нелинейного элемента с гальванически развязанными цепями коммутации и полезноI o сигнала использован тирпсторный ollTрон, прп этом в каждом луче звезды положительный электрод дио,1а соединен с KBтодом тиристора тиристорного оптрона, управляющий электрод которого соединен через резистор с отрицательным электродом диода, причем два первых тнристорных оптрона подключены анодами тпристоров к центру звезды непосредственно, а два других соединены катодами тиристоров с центром звезды через диоды, и согласное соединение параллельно включенных управляющих диодов одной пары тирнсторпых оптронов подключено к источнику коммутирующего напряжения встречно с согласным соединением электродов управляющих диодов второй пары тиристорных оптронов.

Принципиальная схема преобразователя приведена на фиг. 1.

Преобразователь построен по схеме четырехлучевой звезды.

Каждый луч звезды содержит тпристорный оптрон, диод и сопротивление.

Преобразователь содержит тиристорные оптроны 1, 2, 3, 4, полупроводниковые диоды 5, 6, 7, 8, сопротивления 9, 10, 11, 12, сопротивление нагрузки 13 и источник питания 14.

В двух лучах звезды аноды тиристоров тиристорных оптронов 2, 4 подключены к центру звезды. Два других луча подключены к центру звезды отрицательными электродами диодов 5, 7. При этом каждые два луча звезды, содержащие встречно включенные тиристоры тиристорных оптронов 3 и 4, соединены параллельно друг с другом и последовательно с источником 14 полезного сигнала (&U), средняя точка которого подключена к одному из выводов нагрузочного резистора преобразователя, а другой вывод его присоединен к центру звезды.

В каждом луче звезды положительный электрод диода соединен с катодом тиристора тиристорного оптрона. Управляющий электрод тиристора тиристорного оптрона соединен через сопротивление с отрицательным электродом диода.

Согласное соединение параллельно включенных управляющих диодов одной пары тиристорных оптронов 1, 2 подключено к источнику коммутирующего напряжения встречно с согласным соединением электродов управляющих диодов второй пары тиристорных оптронов 3, 4.

Эпюры сигналов, действующих на элементах преобразователя, показаны на фиг. 2.

В рассматриваемый момент времени на выводах А управляющих диодов тиристорных оптронов действует коммутирующее пс1ПР51жен ис, фОРм а K01 01) 01 0 110KBBBIIB В первой строке эпюр фпг. 2. Коммутирующее напряжение представляет собой рс3У IbTBT i 10, g .ilIIIJIIII НаНР 1жепп>1, iIBCTOTB которого равна частоте полезного сигнала, напряжением низкой частоты, на которой желают получить полсзньш сигнал IIB вы«оде преобразователя.

В первый полупериод указанного напряжения управляющие диоды первого 1 и второго 2 гпристорных оптронов будут испускать фотоны (строка 2 эпюр фиг. 2), под действием которых возможно открыть их тпристоры. При этом тиристор указанного оптрона при нали1ии отрицательного нанряжеш1я сигнала в центре звезды (строKB 3 эпюр фпг. 2) будет пропускать ток в прямом направлении, так как на его управляющем электроде будет действовать положите;Iы10е напряжение, aoaii»KBIOmee при прохождении тока в прямом направлении через диод 5. Цепь тиристорного оптрона 2 разомкнута обратно смещенным переходом диода 6.

Такое соединение тпристора тиристорного оптрона, диода и сопротивления позволяет ускорить открывание тиристора.

Управляющие диоды I IlplIOTOpIII 1« оптронов 3, 4 ток пропускать не будут, так как положительный полупериод коммутирующсго напряжения в рассматриваемый мо»eIIT времени действует на их отрицательных электродах.

Таким образом, ток сигнала способен пройти только от среднего вывода источника сигнала, на котором действует положительная полуво"",íà напряжения относительно левого вывода источника 14 через резистор, согласно вклю генный полупроводниковый диод 5 и открытый тиристор тиристорного оптрона 1 к левому выводу источника сигнала 14 (строка 4 эпюр фиг. 2).

Цепи тпристоров тиристорных оптронов

3 и 4 разомкнуты; цепь 3 — вследствие ветре п10 включснного диода 7 и цепь 4— встречно включенным тпристором тиристорного оптрона 4, В следующий полупериод коммутирующего напряжения на правом выводе источника сигнала 14 наблюдается положительный полуперпод напряжения. Напряжение на резисторе 13 будет вызвано током, проходящим через цепь тиристорного оптрона 3.

В течение рассматриваемого полупериода напряжения низкой частоты напряжение на нагрузо шом резисторе 13 будет вызвано токами, проходящими через тиристоры тиристорпых оптронов 1, 3. Через тиристоры тиристорных оптронов 2, 4 в этот полупериод напряжения низкой частоты ток проходить не будет.

В следующий полупериод напряжения низкой частоты на резист;ре 13 будет действовать напряжение, вызванное токами, 826835 фиг. 7 проходящими через тиристоры тиристорных оптронов 2, 4.

Напряжения на нагрузке, вызванные токами через тиристоры тиристорных оптронов 1,3 и 2,4 показаны в строке 5 эпюр 5 фиг, 2, а напряжение на нагрузке, вызванное токами всех тиристоров тиристорных оптронов — в строке 6 тех же эпюр.

При смене фазы полезного сигнала на

180 (строка 7 эпюр) напряжение на на- 1О грузке будет таким, как показано в строке

8 эпюр.

Таким образом, при смене фазы полезного сигнала на 180 именяется фаза выходного напряжения также на 180 . 15

В результате применения предлагаемого преобразователя удалось увеличить чувствительность при малых входных сигналах и расширить динамический диапазон характеристики преобразования, а также построить микросхему фазозависимого преобразователя на переменном токе без применения дискретных элементов.

Формула изобретения

Фазозависимый преобразователь, выполненный в виде четырехлучевой звезды, каждый из лучей которой содержит нелинейный элемент с гальванически развязанными цепями коммутации и полезного сигнала и диод, причем каждые два луча звезды, содержащие встречно включенные упомянутые нелинейные элементы, соединены параллельно друг с другом и последовательно с источником полезного сигнала, средняя точка которого подключена к одному из выводов нагрузки преобразователя, а другой вывод нагрузки присоединен к центру звезды, отл и ч а ю щий ся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя при малых уровнях входного сигнала и увеличения динамического диапазона преобразования, в качестве нелинейного элемента с гальванически развязанными цепями коммутации и полезного сигнала использован тиристорный оптрон, при этом в каждом луче звезды положительный электрод диода соединен с катодом тиристорного оптрона, управляющий электрод которого соединен через резистор с отрицательным электродом диода, причем два первых тиристорных оптрона подключены анодами тиристоров к центру звезды непосредственно, а два других соединены катодами тиристоров с центром звезды через диоды, а согласное соединение параллельно включенных управляющих диодов одной пары тиристорных оптронов подключено к источнику коммутирующего напряжения встречно с согласным соединением электродов управляющих диодов второй пары тиристорных оптронов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 76125, кл. G 01R 19/00, 1973.

Оеар/

Стиг 7

Составитель Н. Медведева

Редактор Н. Аристова Техред А, Камыш никова Корректор Е. Михеева

Заказ 835/18 Изд. ¹ 160 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушскгя наб., д. 4,!5

Типография, пр, Сапунова, 2